CN102685767B - 天线、基站和信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线、基站和信号处理方法，其中，天线包括：波束成型网络和多个天线阵列；所述波束成型网络包括：功分及通道切换网络、混合网络、移相及通道切换网络；所述功分及通道切换网络，包括功分装置和功分通道选择器；所述混合网络用于对所述信号进行相位和幅度调节后输出；所述移相及通道切换网络，包括移相切换器和移相通道选择器。本发明使实现了在不更换天线下的容量提升，降低了容量提升的成本。

Description

天线、基站和信号处理方法

技术领域

本发明涉及天线技术，尤其涉及一种天线、基站和信号处理方法。

背景技术

传统的移动通信中，主要采用蜂窝组网方案，一般每个站点为三扇区组网。随着移动通信的发展，用户对通信系统的容量提出了越来越高的要求，如何在有限的频谱资源内提升系统容量，成了通信行业内共同关注的焦点。

目前主要是通过如下两种方法提升容量：一种方法是，扇区数量不变，在每个扇区内采用更多的发射和接收通道，例如，信号源的收发信机采用MTNR形式(即M路发射信号和N路接收信号)，可以从1T2R提升为2T4R；另一种方法是，增加扇区数量，例如将三扇区提升为六扇区。现有技术中，天线的内部配置有用于对接收信号的幅度和相位进行调节的网络结构，并且该网络结构是固定的，配置某种网络结构的天线只能对应某种容量。例如，1T2R配置和2T4R配置所需要的天线结构是不同的，三扇区和六扇区对应的天线结构也是不同的。并且，收发通道或者扇区越多，系统所需的信号源处的收发信机也越多。

移动通信系统的容量是逐步提升的，例如，从1T2R配置提升至2T4R配置，或者，从三扇区提升至六扇区等。现有技术中，当通信系统的话务量增加而需要提升系统容量时，必须要将现有结构的天线更换为提升后的容量所对应结构的天线，并且是要上塔更换天线，更换天线的成本很高；但是，如果最开始配置通信系统时就直接采用高容量的配置，信号源处也设置较多的收发信机，则又会造成较大的投资压力。

发明内容

本发明提供一种天线、基站和信号处理方法，以在不更换天线的情况下实现通信系统的容量提升，降低容量提升的成本。

本发明的第一个方面是提供一种天线，包括：波束成型网络和多个天线阵列；所述波束成型网络包括：功分及通道切换网络、混合网络、移相及通道切换网络；

所述功分及通道切换网络，包括功分装置和功分通道选择器；所述功分通道选择器分别与所述功分装置和混合网络连接，用于接收信号源发射的信号，并通过通道切换，选择将所述信号直接发送至所述混合网络或者发送到所述功分装置，所述功分装置用于对所述信号进行幅度调节后发送至混合网络；

所述混合网络，用于接收所述功分及通道切换网络发送的信号，并对所述信号进行相位和幅度调节后输出至移相及通道切换网络；

所述移相及通道切换网络，包括移相切换器和移相通道选择器；所述移相切换器与所述混合网络连接，用于对所述混合网络输出的信号进行相位变换，输出到移相通道选择器；所述移相通道选择器分别与所述移相切换器和天线阵列连接，用于通过通道切换，将所述移相切换器输出的信号选择输出至不同的天线阵列。

本发明的另一个方面是提供一种基站，包括信号源、以及本发明所述的天线；所述信号源与天线的信号输入口连接。

本发明的又一个方面是提供一种信号处理方法，包括：

天线中的功分及通道切换网络接收信号源发射的信号；

所述功分及通道切换网络中的功分通道选择器通过通道切换，选择将所述信号直接发送至所述天线中的混合网络或者经过发送到所述功分装置，由所述功分装置进行幅度调节后发送至所述混合网络；

所述混合网络对所述信号进行相位和幅度调节后输出至所述天线中的移相及通道切换网络；

所述移相及通道切换网络中的移相切换器对所述混合网络输出的信号进行相位变换；所述移相及通道切换网络中的移相通道选择器通过通道切换，将所述移相切换器输出的信号选择输出至不同的天线阵列。

本发明提供的天线、基站和信号处理方法的技术效果是：通过在波束成型网络中设置功分及通道切换网络、移相及通道切换网络等，使得该天线能够适应在容量提升的过程中所需要的相位和幅度的调节变化，实现了在不更换天线下的容量提升，降低了容量提升的成本。

附图说明

图1为本发明天线一实施例的结构示意图；

图2为本发明天线另一实施例的状态示意图一；

图3为本发明天线另一实施例的状态示意图二；

图4为本发明天线另一实施例的状态示意图三；

图5为本发明基站实施例的结构示意图；

图6为本发明信号处理方法实施例的流程示意图。

具体实施方式

实施例一

图1为本发明天线一实施例的结构示意图，如图1所示，本实施例的天线包括：波束成型网络11和天线阵列12；其中，波束成型网络11内可以包括功分及通道切换网络13、混合网络14以及移相及通道切换网络15。

本实施例中，功分及通道切换网络13中包括功分装置和功分通道选择器(未在图1中示出，具体的图1中各网络的结构将在后面的实施例中再详细举例说明)。该功分通道选择器与信号源连接，可以接收信号源发射的信号；并且，该功分通道选择器分别与功分装置和混合网络连接，可以通过通道切换，选择将信号直接发送至所述混合网络，或者经过所述功分装置的幅度调节后发送至混合网络。

通过设置该功分及通道切换网络13，可以改变整个波束成型网络的幅度调节功能。例如，现有天线的结构固定时，其对信号的幅度调节功能也是固定的，只能得到某种预设的幅度分布；而本实施例中，通过设置功分通道选择器，该选择器能够将该信号直接发送至混合网络，进行该混合网络预设的幅度调节，或者，将该信号输入至功分装置，由功分装置进行功分调节后再进入混合网络，此时的幅度分布必然发生了变化。该设置使得波束成型网络能够适应容量提升变换时所需要的幅度调节的改变，例如，当系统从1T2R提升到2T4R时，对信号的幅度调节需要有所改变，就可以通过该功分及通道切换网络13适应这种改变，从而满足容量提升的要求。例如，上述功分装置所输出的两路信号的幅度调节比值可以设置为1∶0.412。

本实施例中，混合网络14与功分及通道切换网络13连接，对功分及通道切换网络13输出的信号进行相位和幅度调节。通常，该混合网络14的结构可以是预设固定好的。

本实施例中，移相及通道切换网络15，可以包括移相切换器和移相通道选择器(未图示出)。该移相切换器与混合网络14连接，能够对混合网络14输出的信号进行相位变换；移相通道选择器分别与移相切换器和天线阵列连接，用于将移相切换器输出的信号选择输出至不同的天线阵列。这里所述的将信号选择输出至不同的天线阵列指的是，在多个天线阵列间进行选择；例如，假设有四个天线阵列，那么对于移相切换器的其中一个输出端口输出的信号，可以将该信号输送至第一个天线阵列，或者输送至第三个天线阵列。

通过设置该移相及通道切换网络15，可以改变整个波束成型网络的相位调节功能。例如，现有天线的结构固定时，其对信号的相位调节功能也是固定的，只能得到某种预设的相位分布；而本实施例中，通过设置移相切换器，可以将混合网络输出的信号继续进行相位变换，当然也可以选择不变换即变换数值是零，从而改变波束成型网络的相位调节。该设置使得波束成型网络能够适应容量提升变换时所需要的相位调节的改变，例如，当系统从三扇区的2T4R提升到六扇区时，对信号的相位调节需要有所改变，就可以通过该移相及通道切换网络15适应这种改变，从而满足容量提升的要求。

此外，移相及通道切换网络15中的移相通道选择器，利用通道切换选择将信号输送至不同的天线阵列，能够改变各天线阵列间的相位或者幅度的分布排列情况，这种分布排列情况可以改变天线阵列所辐射形成的波束的形状，使得波束赋型效果更好。也可以通过调节波束成型网络的移相切换器的相位变换数值、幅度调节等，来改善波束赋型效果。

进一步的，本实施例的天线中还可以包括控制单元16，该控制单元16与功分及通道切换网络13、移相及通道切换网络15连接，并且可以是与上述的移相切换器、功分通道选择器和移相通道选择器中的其中至少一个连接，用于控制所述功分通道选择器的通道切换、移相通道选择器的通道切换以及控制所述移相切换器的相位变换数值中的至少一种。图1中是以控制单元16均与移相切换器、功分通道选择器和移相通道选择器为例，控制单元16可以用于控制功分通道选择器和移相通道选择器的通道切换，以及控制移相切换器的相位变换数值。实际实施中，可以根据需要选择将该控制单元16与上述三个器件中的任意一个、或者任意两个连接，或者均连接；具体是根据天线容量提升过程中对应容量所需要的天线结构决定，例如，当天线从三扇区的1T2R提升到2T4R，或者从三扇区提升到六扇区，则相应的，所述的1T2R、2T4R或者六扇区，各自需要天线具有何种相位调节状态、或者需要天线将信号输出至哪个天线阵列等，控制单元16就是根据各容量对应的需求而进行具体控制。

如上所述，在容量提升的过程中，可能会涉及到通道选择器的通道切换，以及相位变换数值的改变等，这些都可以通过控制单元16来控制；例如，该控制单元16可以是天线中通常设置的马达等一些机电控制装置，将该机电控制装置与移相切换器、通道选择器连接，然后通过控制机电控制装置就可以进而控制上述移相切换器、通道选择器了。具体实施中，可以在天线上设置一个软控接口，通过该软控接口实现远程控制天线中的控制单元16例如机电控制装置，从而操作通道切换等处理。

通过以上的说明可以得到，本实施例通过在波束成型网络中设置了功分及通道切换网络、移相及通道切换网络等，使得波束成型网络对信号的调节功能不是固定的，信号的相位和幅度调节是可以变换的，因此能够适应在容量提升的过程中所需要的相位和幅度的调节变化，只需要控制通道选择器的通道切换以及移相切换器的变换就可以方便的将波束成型网络的功能进行改变，正是该可以变化的波束成型网络使得不再需要更换天线，适应容量提升的需要。并且，通道选择器等的切换控制也可以很方便的实现，在远端控制调整即可，不需要上塔更换天线，降低了容量提升的成本。

下面的实施例二至实施例四将以一个具体的例子说明本实施例的天线是如何适应容量提升的；需要说明的是，在以下的描述中，天线的结构仅是一种示例，具体实施中并不局限于此，可以根据实际需要进行变换。在如下的实施例二至实施例四中，采用的是同一种天线结构，即天线未做更换，只是通过控制天线内部的各通道选择器的通道切换状态、以及控制移相切换器的相位变换数值，就使得该天线支持了容量的逐步提升，例如从三扇区1T2R提升至三扇区2T4R再提升至六扇区。

其中，在容量提升的过程中，天线阵列处的信号的相位和幅度也会发生相应的变化；例如，以收发信机的最左边端口输入信号在天线阵列F1/F2/F3/F4处得到的幅度和相位进行分析，则对于1T2R时，天线四个阵列的幅度为0.412/1/1/0.412，相位为-15/-270/-270/-15；对应于2T4R时，天线四个阵列的幅度为1/1/0/0，相位为-15/-15/NG/NG；对应于六扇区时，天线四个阵列的幅度为0.412/1/1/0.412，相位为-90/-180/-270/0。如下的几个例子中，也会通过天线内部结构的变换来适应相位和幅度的变化。

实施例二

本实施例是以一种天线结构为例，示意在不更换天线的情况下，该天线是如何从三扇区1T2R配置切换到三扇区2T4R配置，再切换到六扇区的过程。其中，本实施例的天线结构不局限于图中所示的结构，例如，天线中的功分及通道切换网络、移相及通道切换网络等均设置了两个，当然，也可以设置为一个；混合网络也可以采用其他结构等。

图2为本发明天线另一实施例的状态示意图一，该图2所示的是天线最初的状态，在该状态下整个基站形成三扇区覆盖，该图2所示是其中一个扇区对应的天线结构，由该结构的天线可以形成一个扇区；该扇区采用1T2R配置，信号源的收发信机即远端射频单元(Radio Remote Unit，简称：RRU)包括一路发射和两路接收，例如，RRU的两个端口r1和r2，可以采用其中一个发射信号(本实施例以r1发射为例)，这两个端口都可以接收信号。此时，天线使用两个端口，一个连接r1，另一个连接r2。

下面首先说明本实施例天线的内部结构，具体是分别接收天线中的混合网络14、功分及通道切换网络13和移相及通道切换网络15的各自结构。其中，功分及通道切换网络中的功分装置和功分通道选择器数量分别为至少一个，移相及通道切换网络中的移相切换器和移相通道选择器的数量也分别为至少一个；不过，在图2中示出了较多数量的上述设备，只是举例而已，具体实施中其数量是可以变动的。为了描述简单，如下的说明中，仅参照图2介绍其中的一部分数量设备的连接关系，余下的另一部分的结构与此相同。

如图2所示，混合网络14可以包括两个3dB电桥和两个180deg移相器，其中，这两个电桥可以分别称为第一3dB电桥A1、第二3dB电桥A2。该混合网络14还包括四个信号输入端口，分别为a1、a2、a3和a4；以及四个信号输出端口，分别为b1、b2、b3和b4；所述的信号输入端口是用于连接功分及通道切换网络的，信号输出端口是用于连接移相及通道切换网络的，具体是连接移相及通道切换网络中的移相切换器。

第一3dB电桥A1的两个输入端口连接所述混合网络的两个信号输入端口，例如，图2所示的第一3dB电桥A1的两个输入端口是连接a1和a3，从图2中可以看到，该a1和a3是错开的两个端口；第一3dB电桥的两个输出端口连接混合网络的两个信号输出端口，例如，图2所示的第一3dB电桥A1的两个输出端口连接b1和b2。第二3dB电桥A2的两个输入端口分别通过一个180deg移相器连接所述混合网络的一个信号输入端口，例如，图2所示的第二3dB电桥A2的两个输入端口连接a2和a4，该a2和a4也是错开的两个端口，并且是通过一个180deg移相器连接；第二3dB电桥A2的两个输出端口连接混合网络的另两个信号输出端口，例如，图2所示的第二3dB电桥A2的两个输出端口连接b3和b4。

如图2所示，功分及通道切换网络13可以包括两个功分通道选择器，即其中第一功分通道选择器17和第二功分通道选择器18；每个功分通道选择器都包括四个端口，可以称为端口一(用c1表示)、端口二(用c2表示)、端口三(用c3表示)、端口四(用c4表示)。还包括第一功分器19和第二功分器20；每一个功分器分别包括一个输入端口和两个输出端口。

第一功分通道选择器17的c1用于接收信号源发射的信号，即RRU的端口r1发射的信号通过整个天线的信号输入口从该c1进入；c2连接第一功分器19的输入端口，c3连接第一功分器19的输出端口，c4连接混合网络的一个信号输入端口。第二功分通道选择器18的c1也连接一个整个天线的信号输入口，c2连接所述第二功分器20的输入端口，c3连接第一功分器19的另一个输出端口，c4连接混合网络的另一个信号输入端口。第二功分器20的两个输出端口连接混合网络的两个信号输入端口。例如，图2中所示的第一功分通道选择器17的c4和第二功分器20的一个输出端口连接混合网络中的第一3dB电桥A1的两个输入端口；第二功分通道选择器18c4和第二功分器20的另一个输出端口连接混合网络中的第二3dB电桥A2的两个输入端口。

如图2所示，移相及通道切换网络15可以包括一个移相切换器21和一个移相通道选择器22；该移相通道选择器22包括四个端口，同样可以分别以c1、c2、c3和c4表示。其中，移相切换器21的信号输入端口连接混合网络的信号输出端口，例如，该移相切换器21包括四个信号输入端口，分别连接混合网络的b1、b2、b3和b4。移相切换器21包括四个信号输出端口，其中两个信号输出端口分别连接一个天线阵列，例如，与b2对应的信号输出端口、以及与b4对应的信号输出端口都是直接连接至天线阵列的；另两个信号输出端口分别连接移相通道选择器22的两个端口，例如，与b1对应的信号输出端口连接至c1，以及与b3对应的信号输出端口连接至c3。移相通道选择器22的另两个端口c2和c4直接连接天线阵列。

在上述结构说明的基础上，如下介绍在三扇区1T2R配置时本实施例天线的工作原理：

首先说明在该配置方式下的信号源、通道选择器以及移相切换器的配置状态：在信号源处，收发信机RRU的数量为一个，并且该RRU为1T2R配置，其发射端口r1连接天线的一个信号输入端口即与第一功分通道选择器17的c1对应的信号输入口。在功分及通道切换网络中，第一功分通道选择器17配置成图2中所示的通道状态，即，要使得从c1接收的信号经过第一功分器19后再进入混合网络；第二功分通道选择器18的通道状态与第一功分通道选择器17相同。在移相及通道切换网络中，移相切换器对混合网络输出的四路信号的相位变换数值分别为-15、+75、-90、0(表示要将四路相位变换为这四个相对相位值)；移相通道选择器22配置成图2中所示的通道状态，要使得连接移相切换器的输出信号输出至预设的天线阵列。

具体实施时，收发信机RRU的发射端口r1发射一路信号，该信号进入第一功分通道选择器17的c1中，并从c1至c2再进入第一功分器19；从第一功分器19输出后沿着c3-c4的路径最终输入混合网络14。混合网络14对信号进行幅度和相位调节后，输入四路信号至移相切换器21，移相切换器21对该四路信号进行相位变换；变换后的四路输出信号，沿着预先连接好的路径以及移相通道选择器22的通道状态，依次输入天线阵列F4、F1、F2和F3(按照b1/b2/b3/b4对应的输出信号的顺序)。

其中，如图2所示，波束成型网络11的四路输出信号，是输入天线阵列中的同一极化，即天线阵列F4、F1、F2和F3的极化方向是相同的。如果天线阵列的极化方向改变，则可以采用RRU的端口r2作为发射信号的端口，此时r1将不再发射信号，r2发射的信号将通过图2中的右半边的网络(即图2中的S线右边的网络)进行信号处理，该部分的结构与上面所述的左半边的网络结果是相同的，因此信号处理过程也相同。最终从移相通道选择器23输出的四路信号，其输入天线阵列的顺序也是F4、F1、F2和F3，只是此时天线阵列的极化方向是与左半边网络处理时的极化方向相反；相当于，左半边网络和右半边网络连接的是天线阵列的不同的极化端口。

此外，可变通的方案包括：例如，将图2中的左半边或者右半边网络去掉，只保留一半，此时只适用其中一种极化方向的天线阵列即可；又例如，图2的天线端口设置了四个，可以适用1T2R、2T4R等，也可以设置两个，适用1T2R、2T2R等；再例如，图2的功分及通道切换网络中设置了两个功分通道选择器，也可以只采用一个功分通道选择器，而将另外的连接结构采用固定的连接方式；具体的，例如，可以将图2中的第二功分通道选择器18去掉，直接将第一功分器19的另一个输出端口连接混合网络的另一个信号输入端口a2；第二功分器20的输入端口连接所述天线的另一个信号输入口；第二功分器20的两个输出端口连接混合网络的两个信号输入端口即a3和a4。

实施例三

图3为本发明天线另一实施例的状态示意图二，该图3所示的是天线提升容量后的状态，在该状态下整个基站形成的仍然是三扇区覆盖，但是从图2中所示的1T2R提升至2T4R，即增加了扇区内的发射和接收通道数量，从而提升系统容量。

信号源的收发信机即RRU包括两路发射和四路接收，RRU可以采用其中的两个端口例如r1和r2用于发射信号。如图3所示，天线使用四个端口，分别连接收发信机RRU的四个端口；在这四个端口中，其中两个端口r1和r2连接图3中天线的左侧部分的两个端口(作为信号输入口)，另两个端口连接天线右侧部分的两个端口。

在从1T2R提升至2T4R时，信号的幅度以及输入天线阵列的排列顺序都会发生一些变换，因此，参见图3，将功分及通道切换网络中的两个功分通道选择器的通道状态进行了改变，使得从RRU的r1和r2接收的信号都是直接输入至混合网络，不再经过功分器的处理；并且，从r1和r2接收的两路信号是分别输入混合网络中的两个3dB电桥，例如，从r1接收的信号输入至第一3dB电桥A1的一个输入端口，从r2接收的信号输入至第二3dB电桥A2的一个输入端口。经过这样设计，就可以达到此种配置下的幅度调节需求。

与图2所示的1T2R的配置相比，移相切换器21在2T4R配置下移相变换数值不变；移相通道选择器22的通道状态发生变化，此时，四路输出信号依次发送至天线阵列F2、F1、F4、F3。经过该配置变化，就使得扇区从1T2R切换到了2T4R。此外，上述的四路输出信号输送至天线阵列的顺序发生变化，主要是为了让这四个天线阵列对应的信号之间具有不同的相位差，以改变天线方向图的最大值的指向；举例说明：假设四路输出信号依次输出至天线阵列F1/F2/F3/F4，该F1/F2/F3/F4之间的相位差是0/-90/-180/-270度，这时候天线方向图的最大值将指向法线偏离-30度左右的方向；通过通道选择器将四路输出信号依次输出至F2/F1/F4/F3，则对应的相位变成-90/0/-270/-180度，这时候天线方向图的最大值将指向法线偏离+30度左右的方向。

实施例四

图4为本发明天线另一实施例的状态示意图三，该图4所示的是天线进一步提升容量后的状态，在该状态下整个基站形成的是六扇区覆盖，原有的一个扇区劈裂为两个扇区；即增加了扇区的数量，从而提升系统容量；每个扇区采用1T2R配置，天线使用四个端口。

信号源的收发信机的数量为两个，例如图4中所示的RRU1和RRU2，并且每个收发信机为1T2R配置，收发信机的发射端口连接天线的一个信号输入口，例如，RRU1的发射端口r1连接对应第一功分通道选择器17的c1端口的天线信号输入口，RRU2的发射端口r2连接对应第二功分通道选择器18的c1端口的天线信号输入口；RRU1和RRU2的除去r1和r2之外的另两个端口都连接至图4中天线右侧的两个端口。

在从三扇区的2T4R提升至六扇区时，信号的幅度、相位以及输入天线阵列的排列顺序都会发生一些变换，因此，参见图4，将功分及通道切换网络中的两个功分通道选择器的通道状态进行了改变，使得从RRU的r1和r2接收的信号经过功分器的处理，即通道状态是与图2的通道状态相同的；并且，从r1和r2接收的两路信号均是分别输入混合网络中的两个3dB电桥，例如，从r1接收的信号输入至第一3dB电桥A1的一个输入端口和第二3dB电桥A2的一个输入端口，从r2接收的信号输入至第一3dB电桥A1的另一个输入端口和第二3dB电桥A2的另一个输入端口。

与图3所示的2T4R的配置相比，移相切换器21的移相变换数值改变，四个输出信号的相位相对值为0/0/0/0；移相通道选择器22的通道状态也发生变化，通道状态与图2所示的通道状态是相同的。经过该配置变化，就使得扇区从三扇区的2T4R切换到了六扇区。

由上述的说明可以得到，通过采用本发明实施例的天线，能够使得三扇区1T2R向三扇区nT4R向六扇区平滑切换，切换过程不需要上塔更换天线，只需要通过远端控制调整即可；并且，信号源处的收发信机也可以根据系统容量的需求，逐步增加，减小投资压力。

在上述的图2和图3中，天线阵列形成大于等于一个、且所有覆盖近似一致的波束；该波束支持信号源实现x发y收功能，x，y＝1，2，4；在图4中，天线阵列形成大于等于两个、且至少有两个覆盖重叠较小的波束；该波束支持信号源实现m发n收，m，n＝1，2。例如，对于图2，每路极化对应一个3dB波宽为65度的波束，对于图3，每路极化对应两个3dB波宽为65度的波束。此外，“x，y＝1，2，4”中，使用较多的是1T2R，2T2R，2T4R，“m，n＝1，2”中，使用较多的是1T1R，1T2R，2T1R，2T2R。

实施例五

图5为本发明基站实施例的结构示意图，如图5所示，该基站可以包括信号源51、以及天线52，该信号源51通过馈线53与天线相连，具体是与天线的信号输入口连接。信号源51包括收发信机RRU，例如可以配置一个RRU或者两个RRU等。

其中，天线52的内部结构、以及天线52与信号源51之间的连接结构可以结合参见图2～图4所示的实施例所述，在此不再赘述。可选的，本实施例的基站中，信号源51处的收发信机的数量可以为一个，收发信机为1T2R配置；收发信机的发射端口连接所述天线的一个信号输入口。或者，信号源51处的收发信机的数量为一个且为2T4R配置；收发信机的两个发射端口分别连接天线的两个信号输入口。或者，信号源51处的收发信机的数量为两个，并且每个所述收发信机为1T2R配置，每个收发信机的发射端口连接天线的一个信号输入口。

本实施例的基站，通过在天线的波束成型网络中设置功分及通道切换网络、移相及通道切换网络等，使得波束成型网络对信号的相位和幅度调节功能可以变换，能够适应在容量提升的过程中所需要的相位和幅度的调节变化，实现了在不更换天线下的容量提升，降低了容量提升的成本。

实施例六

图6为本发明信号处理方法实施例的流程示意图，本实施例的信号处理方法是由本发明任意实施例的天线所执行，具体的信号处理过程可以结合参见本发明的任意天线实施例所述，在此仅对方法做简单说明。如图6所示，该方法可以包括：

601、天线中的功分及通道切换网络接收信号源发射的信号；

602、所述功分及通道切换网络中的功分通道选择器通过通道切换，选择将所述信号直接发送至所述天线中的混合网络或者发送到所述功分装置，由所述功分装置进行幅度调节后发送至所述混合网络；

603、所述混合网络对所述信号进行相位和幅度调节后输出至所述天线中的移相及通道切换网络；

604、移相及通道切换网络中的移相切换器对所述混合网络输出的信号进行相位变换；

605、所述移相及通道切换网络中的移相通道选择器通过通道切换，将所述移相切换器输出的信号选择输出至不同的天线阵列。

其中，在一个具体实施例中，上述步骤的执行可参看实施例1-5。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，包括：波束成型网络和多个天线阵列；所述波束成型网络包括：功分及通道切换网络、混合网络、移相及通道切换网络；

所述功分及通道切换网络，包括功分装置和功分通道选择器，所述功分通道选择器分别与所述功分装置和混合网络连接，用于接收信号源发射的信号，并通过通道切换，选择将所述信号直接发送至所述混合网络或者发送到所述功分装置，所述功分装置用于对所述信号进行幅度调节后发送至混合网络；

所述混合网络，用于接收所述功分及通道切换网络发送的信号，并对所述信号进行相位和幅度调节后输出至移相及通道切换网络；

所述移相及通道切换网络，包括移相切换器和移相通道选择器；所述移相切换器与所述混合网络连接，用于对所述混合网络输出的信号进行相位变换，输出到移相通道选择器；所述移相通道选择器分别与所述移相切换器和天线阵列连接，用于通过通道切换，将所述移相切换器输出的信号选择输出至不同的天线阵列。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括：

控制单元，所述控制单元与所述移相切换器、功分通道选择器和移相通道选择器中的至少一个连接，用于控制所述功分通道选择器的通道切换、移相通道选择器的通道切换以及控制所述移相切换器的相位变换数值中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述混合网络包括：第一3dB电桥、第二3dB电桥、两个180deg移相器；所述混合网络还包括四个用于连接功分及通道切换网络的信号输入端口以及四个用于连接移相切换器的信号输出端口；

所述第一3dB电桥的两个输入端口连接所述混合网络的两个信号输入端口，所述第一3dB电桥的两个输出端口连接混合网络的两个信号输出端口；

所述第二3dB电桥的两个输入端口分别通过一个180deg移相器连接所述混合网络的一个信号输入端口，所述第二3dB电桥的两个输出端口连接所述混合网络的另两个信号输出端口。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述功分通道选择器包括第一功分通道选择器和第二功分通道选择器，所述功分装置包括第一功分器和第二功分器；

所述第一功分通道选择器和第二功分通道选择器，分别包括端口一、端口二、端口三、端口四，所述第一功分器和第二功分器分别包括一个输入端口和两个输出端口；

所述第一功分通道选择器的端口一连接所述天线的信号输入口，所述信号输入口用于连接信号源，端口二连接第一功分器的输入端口，端口三连接所述第一功分器的一个输出端口，端口四连接所述混合网络的一个信号输入端口；

所述第二功分通道选择器的端口一连接所述天线的信号输入口，端口二连接第二功分器的输入端口，端口三连接所述第一功分器的另一个输出端口，端口四连接所述混合网络的另一个信号输入端口；所述第二功分器的两个输出端口连接所述混合网络的两个信号输入端口。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述功分通道选择器的数量为一个，所述功分装置包括第一功分器和第二功分器；

所述功分通道选择器包括端口一、端口二、端口三、端口四，所述第一功分器和第二功分器分别包括一个输入端口和两个输出端口；

所述功分通道选择器的端口一连接所述天线的信号输入口，所述信号输入口用于连接信号源，端口二连接第一功分器的输入端口，端口三连接所述第一功分器的一个输出端口，端口四连接所述混合网络的一个信号输入端口；

所述第一功分器的另一个输出端口连接所述混合网络的另一个信号输入端口；所述第二功分器的输入端口连接所述天线的另一个信号输入口；所述第二功分器的两个输出端口连接所述混合网络的另两个信号输入端口。

6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述移相通道选择器包括四个端口；

所述移相切换器的信号输入端口连接所述混合网络的信号输出端口；

所述移相切换器包括四个信号输出端口，其中两个信号输出端口分别连接一个天线阵列，另两个信号输出端口分别连接所述移相通道选择器的两个端口；所述移相通道选择器的另两个端口连接天线阵列。

7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述功分及通道切换网络中的功分装置和功分通道选择器、以及所述移相及通道切换网络中的移相切换器和移相通道选择器的数量分别为至少一个。

8.一种基站，其特征在于，包括信号源、以及权利要求1-7任一所述的天线；所述信号源与天线的信号输入口连接。

9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述信号源处的收发信机的数量为一个，所述收发信机包括两个端口，其中一个端口作为发射端口，所述两个端口作为接收端口；

或者，所述信号源处的收发信机的数量为一个，所述收发信机包括四个端口，其中两个端口作为发射端口，所述四个端口作为接收端口；

或者，所述信号源处的收发信机的数量为两个，并且每个所述收发信机包括两个端口，其中一个端口作为发射端口，每个收发信机的所述两个端口作为接收端口。

10.一种信号处理方法，其特征在于，包括：

天线中的功分及通道切换网络接收信号源发射的信号；

所述功分及通道切换网络中的功分通道选择器通过通道切换，选择将所述信号直接发送至所述天线中的混合网络或者经过发送到功分装置，由所述功分装置进行幅度调节后发送至所述混合网络；

所述混合网络对所述信号进行相位和幅度调节后输出至所述天线中的移相及通道切换网络；

所述移相及通道切换网络中的移相切换器对所述混合网络输出的信号进行相位变换；所述移相及通道切换网络中的移相通道选择器通过通道切换，将所述移相切换器输出的信号选择输出至不同的天线阵列。